JP4561267B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー画像を被転写材へ転写する画像形成装置に関する。

画像形成装置においては、位置ずれを検知するために、転写ベルト上に測定用パターン画像を形成可能としている場合ある（例えば、特許文献１参照）。このような検知処理では、被転写材の裏汚れを防止するために転写ベルトの画像転写領域外にパターン画像を転写している。

しかし、転写ベルトと二次転写ロールとの間に被転写材を挟んで画像を二次転写する装置では、二次転写ロールにパターン画像が転写され、転写されたトナーが堆積後に剥がれて被転写材の裏面を汚す原因となる。
特開平８−２８６４６４号公報

本発明は、上記事実を考慮して、検知パターン画像による被転写材の裏面汚れを防止できる画像形成装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載する本発明の画像形成装置は、複数色のトナー画像を保持しながら搬送するトナー像保持体と、前記トナー像保持体上の前記トナー画像を被転写材へ転写させる転写手段と、前記搬送の方向に対して前記転写手段より上流側に配置され、前記トナー像保持体上に形成された検知パターン画像を検知する検知手段と、前記搬送の方向に対して前記検知手段より下流側で前記転写手段より上流側に配置され、前記検知手段により検知された前記検知パターン画像を前記トナー像保持体上から除去するクリーニング手段と、前記検知手段と前記トナー像保持体との間を開閉可能な開閉手段と、前記開閉手段と前記クリーニング手段とを一体的に連結する連結部材と、前記開閉手段が開放状態で前記クリーニング手段が前記トナー像保持体に対して接触状態となる実行位置、及び、前記開閉手段が閉塞状態で前記クリーニング手段が前記トナー像保持体に対して離間状態となる休止位置の間で前記連結部材を移動させる位置変更手段と、前記検知手段による検知開始時から前記クリーニング手段による前記検知パターン画像の除去終了時までの間は前記連結部材を前記実行位置に配置するように前記位置変更手段を制御する位置制御手段と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載する本発明の画像形成装置によれば、トナー像保持体が複数色のトナー画像を保持しながら搬送し、転写手段がトナー像保持体上のトナー画像を被転写材へ転写させる。検知手段がトナー像保持体上に形成された検知パターン画像を検知し、クリーニング手段が検知手段により検知された検知パターン画像をトナー像保持体上から除去する。ここで、クリーニング手段は、搬送方向に対して検知手段より下流側で転写手段より上流側に配置されるので、トナー像保持体から転写手段へ検知パターン画像が転写されることを防ぐことができ、検知パターン画像による被転写材の裏面汚れを防止できる。

なお、ここでの「トナー像保持体」は、複数色のトナー画像を保持しながら搬送するものであり、像担持体上に形成されたトナー画像が一次転写される中間転写体（例えば、中間転写ベルト等）、及び、直接トナー画像が形成される感光体（例えば、感光ベルト等）の両方を含む。

また、本発明の画像形成装置によれば、位置制御手段が位置変更手段を制御する。検知手段による検知開始時からクリーニング手段による検知パターン画像の除去終了時までの間は、連結部材が実行位置に配置されて、開閉手段が検知手段とトナー像保持体との間を開放し、クリーニング手段がトナー像保持体に対して接触する。これにより、クリーニング手段と開閉手段とを単一の位置変更手段（駆動源）で移動することができると共に、トナー像保持体から転写手段へ検知パターン画像が転写されることを防ぐことが可能となる。

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、検知パターン画像による被転写材の裏面汚れを防止できるという優れた効果を有する。

画像形成装置の第１の実施形態を図面に基づき説明する。なお、第１の実施形態は本発明の実施形態ではなく参考例である。

図１は、カラー画像形成装置１０の概略構成を示している。図１に示されるように、カラー画像形成装置１０は、下部に給紙部１２が設けられている。給紙部１２には、被転写材としての記録用紙Ｐを収容可能な給紙カセット１４が配置されている。

給紙カセット１４の端部近傍には、ピックアップロール１６が配置されており、このピックアップロール１６が給紙カセット１４から記録用紙Ｐを送り出すようになっている。記録用紙Ｐの送出側には、搬送路１８が形成されており、カラー画像形成装置１０の上部に配置された排出部２０に至る用紙通路とされている。搬送路１８には、一対の搬送ロール２２が複数配置されており、搬送ロール２２によって記録用紙Ｐが給紙部１２の上方の画像形成部２４へ送られるようになっている。

画像形成部２４には、搬送路１８上に一対のレジストロール２６が配置され、レジストロール２６の下流側（図１の上方）に二次転写手段としての二次転写ロール２８と二次転写バックアップロール３０とが対向配置されている。レジストロール２６は、所定タイミングで二次転写ロール２８と二次転写バックアップロール３０とのニップ部に記録用紙Ｐを送る。ここで、フルカラーのトナー像が記録用紙Ｐに二次転写されるようになっている。なお、トナー像は、二次転写バックアップロール３０側の記録用紙Ｐの面に二次転写される。

二次転写ロール２８と二次転写バックアップロール３０との下流側（図１の上方）には、定着器３２が配置されている。定着器３２は、加熱ロール３４と加圧ロール３６とを備え、二次転写されたトナー画像を熱及び圧力によって記録用紙Ｐに定着させて排出部２０付近に配置される一対の排出ロール３８に向けて搬送する。カラー画像形成装置１０の頂部には、排紙トレイ４０が設けられており、排出ロール３８によって排出部２０を通って排紙トレイ４０へ排出されるようになっている。

画像形成部２４には、像担持体としての感光体ドラム４２が４個並設されている。各感光体ドラム４２は、駆動手段（図示省略）によって同じ方向（矢印Ｋ方向）に回転するようになっている。

各感光体ドラム４２の図中左側には、感光体ドラム４２と接触する位置に帯電器としての帯電ロール４４が配置されている。帯電ロール４４には、帯電バイアス電圧が印加されようになっており、帯電ロール４４が感光体ドラム４２に直接電荷を与えることによって、感光体ドラム４２の表面を所定の電位に帯電させる。

各感光体ドラム４２の下方には、露光装置４６が配置されており、この露光装置４６は、帯電ロール４４により帯電された感光体ドラム４２に対し、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光を出射して露光し、画像情報に応じた潜像を書き込む。

各感光体ドラム４２の図中右側には、現像装置４８が配置されており、４台の現像装置によって、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及びブラック（Ｂｌａｃｋ）の４色のトナー像を形成するようになっている。各現像装置４８は、現像ロール５０を備えており、これらの現像ロール５０には、所定の極性に帯電した各色トナーが保持されている。各感光体ドラム４２の表面に形成された潜像は、現像ロール５０に現像バイアス電圧を印加することで、現像されて各色のトナー画像が形成される。

各感光体ドラム４２の上方には、トナー像保持体（本実施形態では、中間転写体）としての中間転写ベルト５２が配置される。中間転写ベルト５２は、無端状とされて弾性を有しており、４個の一次転写ロール５４、クリーナバックアップロール５６、二次転写バックアップロール３０、駆動ロール５８、及び補助ロール６０の８個のロールにより内周側から支持され、これらのロールへ所定張力で掛け渡されて略偏平に張られている。

また、中間転写ベルト５２は、駆動ロール５８の回転に従動して図１の時計回り方向（矢印Ｊ方向）へ回転（循環移動）するようになっており、感光体ドラム４２に対向配置された一次転写ロール５４によって、感光体ドラム４２上に形成されたトナー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に重ねて一次転写され、この一次転写された複数色のトナー画像を保持しながら二次転写ロール２８に向けて搬送するようになっている。

二次転写ロール２８は、回転により中間転写ベルト５２との間に記録用紙Ｐを挟んで搬送するようになっており、このとき、中間転写ベルト５２及び記録用紙Ｐは、二次転写ロール２８と二次転写バックアップロール３０との間に挟まれている。これにより、二次転写ロール２８が、中間転写ベルト５２上に一次転写されたトナー画像を記録用紙Ｐへ二次転写するようになっている。

駆動ロール５８には、中間転写ベルト５２を挟んで画像クリーナ６２が対向しており、この画像クリーナ６２は、中間転写ベルト５２に接触して中間転写ベルト５２上で不要となったトナー画像を除去する。画像クリーナ６２は、本実施形態ではブレードとされるが、ブラシを適用することもできる。

図２には、中間転写ベルト５２に対する各部材の配置位置等が示されている。図２に示される画像クリーナ６２の先端部は、中間転写ベルト５２の幅方向（矢印Ｗ方向）に延びており、感光体ドラム４２の幅方向寸法と略等しい寸法とされる。

図１に示されるように、中間転写ベルト５２の循環移動方向、すなわち、中間転写ベルト５２による搬送の方向（矢印Ｊ方向）に対して、４個の感光体ドラム４２より下流側で二次転写ロール２８より上流側には、検知手段としてのマーク検知装置６４が配置されており、このマーク検知装置６４は、反射型フォトセンサ又はＣＣＤ等によって、中間転写ベルト５２上に形成されたレジマーク６６（図２参照）を検知するようになっている。

図２に示されるように、レジマーク６６は、検知パターン画像として形成されるものであり、画像を形成する前に各感光体ドラム４２の転写位置ずれを検出するために、各感光体ドラム４２によって中間転写ベルト５２上に形成される縦横棒状のマークである。

マーク検知装置６４は、これら各レジマーク６６の位置を検知して、図示しない位置ずれ演算部に出力するようになっている。位置ずれ演算部は、検知された位置情報に基づいて主走査方向の位置ずれ量と副走査方向の位置ずれ量とを演算し、図示しないデータ処理部に出力する。これに基づいてカラーレジストレーション制御によって、露光装置４６（図１参照）の発光タイミングを制御することで、カラー画像を高画質に維持するようになっている（本実施形態では詳細説明を省略する。）。

本実施形態では、レジマーク６６は、中間転写ベルト５２の幅方向（矢印Ｗ方向）の両側（感光体ドラム４２の両端側より内側で用紙幅又は印字幅の外側）に形成されており、マーク検知装置６４も、レジマーク６６に対応して中間転写ベルト５２の幅方向の両側に配置される。

図１に示されるように、マーク検知装置６４と中間転写ベルト５２との間には、開閉手段としてのシャッタ６８が開閉可能に配置される。シャッタ６８は、マーク検知装置６４による検知時には、マーク検知装置６４と中間転写ベルト５２との間を開放する開放状態とされ、マーク検知装置６４による検知がされない時には、マーク検知装置６４と中間転写ベルト５２との間を閉塞する閉塞状態（図１に示される状態）となるようになっている。

中間転写ベルト５２の循環移動方向、すなわち、中間転写ベルト５２による搬送の方向（矢印Ｊ方向）に対して、マーク検知装置６４より下流側で二次転写ロール２８より上流側には、レジマーククリーナ７０が配置される。レジマーククリーナ７０は、中間転写ベルト５２を挟んでクリーナバックアップロール５６に対向しており、本実施形態では、中間転写ベルト５２の表面へ接触してレジマーク６６（図２参照）を削り取るブレードとされるが、例えば、ブラシ等を適用してもよい。

図２に示されるように、レジマーククリーナ７０は、レジマーク６６に対応して中間転写ベルト５２の幅方向（矢印Ｗ方向）の両側（用紙幅又は印字幅の外側）に配置され、マーク検知装置６４により検知されたレジマーク６６を中間転写ベルト５２上から除去してクリーニングするようになっている。

このレジマーククリーナ７０は、中間転写ベルト５２に対して、用紙幅又は印字幅の外側に対応する位置に配置されるため、中間転写ベルト５２に常時接触する構成としてもよいが、中間転写ベルト５２に対する接離機構を設けてクリーニング時にのみ中間転写ベルト５２に接触するような構成としてもよい。

次に、上記実施形態の作用について説明する。

通常の印刷時では、図１に示されるように、各感光体ドラム４２は、帯電ロール４４により一様に帯電され、露光装置４６からの光線によって露光され、潜像が形成される。４個の感光体ドラム４２の潜像は、それぞれ現像ロール５０によってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像に現像される。各色のトナー画像は、中間転写ベルト５２に順次一次転写されて重ね合わせられ、カラー画像を形成する。中間転写ベルト５２は、４色のトナー画像を保持しながら搬送し、二次転写ロール２８が中間転写ベルト５２上のトナー画像を記録用紙Ｐへ転写させる。記録用紙Ｐは、定着器３２によって定着され、排出ロール３８によって排紙トレイ４０へ排出される。

画像を形成する前に各感光体ドラム４２の転写位置ずれを検出して位置合わせをする場合には、まず、各感光体ドラム４２によって中間転写ベルト５２上にレジマーク６６（図２参照）を形成する。レジマーク６６が形成される状態で又はその後に、シャッタ６８がマーク検知装置６４と中間転写ベルト５２との間を開放する。中間転写ベルト５２の移動に伴い、図２に示されるマーク検知装置６４は、中間転写ベルト５２上のレジマーク６６の位置を検知して図示しない位置ずれ演算部に出力する。位置ずれ演算部は、検知された位置情報に基づいて主走査方向の位置ずれ量と副走査方向の位置ずれ量とを演算し、図示しないデータ処理部に出力する。これに基づいて、図１に示される露光装置４６の発光タイミングが制御されて、位置合わせがなされる。

レジマーク６６（図２参照）は、マーク検知装置６４による検知後、二次転写ロール２８の対向部に搬送される前に、レジマーククリーナ７０によって、中間転写ベルト５２上から除去される。これによって、中間転写ベルト５２から二次転写ロール２８へレジマーク６６が転写されることを防ぐことができる。このため、二次転写ロール２８へのレジマーク６６によるトナーの堆積が予防されるので、レジマーク６６による記録用紙Ｐの裏面汚れ、又は、両面印刷時の裏面画像乱れを防止できる。

次に、第２の実施形態について、図３及び図４に基づいて説明する。なお、第２の実施形態は本発明の実施形態である。第２の実施形態では、シャッタ６８とレジマーククリーナ７０とが、連結部材７２によって一体的に連結されて一体的に移動可能な点が特徴である。なお、カラー画像形成装置１０の全体構成は、第１の実施形態とほぼ同様の構成であり、第１の実施形態と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。

図３（Ａ）に示されるように、マーク検知装置６４を囲む位置には、中間転写ベルト５２側が開放された略箱状の連結部材７２が配置される。連結部材７２における中間転写ベルト５２側の端部には、シャッタ６８とレジマーククリーナ７０とが固定されており、ともに連結部材７２の開放部分を一部塞ぐ位置に配置されている。シャッタ６８の先端部６８Ａとレジマーククリーナ７０の先端部７０Ａとの間の長さＬは、マーク検知装置６４における検知領域の長さ以上の長さとされる。連結部材７２は、図示しない案内溝にガイドされて所定方向（矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向）にのみ移動可能とされる。

連結部材７２の側方には、位置変更手段としてのアクチュエータ７４が配置されている。アクチュエータ７４は、ソレノイド７４Ａと、プランジャー７４Ｂとで構成されており、プランジャー７４Ｂの先端部に連結部材７２が固定されている。プランジャー７４Ｂは、ソレノイド７４Ａがオン（通電）された際に、連結部材７２を押す方向（矢印Ａ方向）へ移動し、ソレノイド７４Ａがオフされた際に連結部材７２を引く方向（矢印Ｂ方向）へ移動可能とされている。これにより、アクチュエータ７４が連結部材７２を移動させる。

連結部材７２は、図３（Ｂ）に示される如く、シャッタ６８が開放状態（マーク検知装置６４と中間転写ベルト５２との間を開放する状態）でレジマーククリーナ７０が中間転写ベルト５２に対して接触状態となる実行位置７２Ｙ、及び、図３（Ａ）に示される如く、シャッタ６８が閉塞状態（マーク検知装置６４と中間転写ベルト５２との間を閉塞する状態）でレジマーククリーナ７０が中間転写ベルト５２に対して離間状態となる休止位置７２Ｘの間で、移動する。なお、図４（Ａ）は、図３（Ａ）の４Ａ−４Ａ線断面図であってシャッタ６８の閉塞状態を示し、図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図であってシャッタ６８の開放状態を示す。（図４（Ａ）、図４（Ｂ）ともに中間転写ベルト５２は図示を省略する。）
ソレノイド７４Ａは、位置制御手段としての制御装置７６に接続されており、制御装置７６からのオン信号によりオンし、オン信号の出力が停止されることによりオフする。制御装置７６は、マーク検知装置６４による検知開始時からレジマーククリーナ７０によるレジマーク６６（図２参照）の除去終了時までの間（レジマーク検知処理の開始信号を受信してから駆動ロール５８（図１参照）が所定量回転するまでの間）は、図３（Ｂ）に示されるように、連結部材７２を実行位置７２Ｙに配置するために、ソレノイド７４Ａにオン信号を出力し、アクチュエータ７４を制御する。また、それ以外のときには、制御装置７６は、ソレノイド７４Ａへのオン信号の出力を停止し、図３（Ａ）に示される休止位置７２Ｘとなるように、アクチュエータ７４を制御する。

これにより、レジマーククリーナ７０とシャッタ６８とを単一のアクチュエータ７４（駆動源）で移動（リトラクト）することができ、コスト削減になると共に、中間転写ベルト５２から二次転写ロール２８へレジマーク６６（図２参照）が転写されることを防ぐことが可能となる。

なお、上記第１、第２の実施形態では、図２に示されるレジマーク６６が、中間転写ベルト５２の両側に形成されることに対応して、マーク検知装置６４及びレジマーククリーナ７０も中間転写ベルト５２の両側に配置されているが、マーク検知装置６４及びレジマーククリーナ７０は、レジマーク６６の形成位置に対応する位置に配置されていればよく、配置位置及び配置個数は、上記実施形態の場合に限定されない。

また、上記第１、第２の実施形態では、検知パターン画像として、レジマーク６６（レジパターン）を形成する場合を例に挙げて具体的に説明したが、検知パターン画像は、これに限定されず、例えば、プロセスコントロール（濃度、色調制御）に用いられるプロコンマーク（プロセスコントロール用のパターン）を形成する場合にも適用できる。（プロセスコントロールの場合には、濃度のずれ量を検知し、露光量を制御することになる。）
さらに、上記第１、第２の実施形態では、図１等に示されるように、トナー像保持体として、中間転写ベルト５２を例に挙げて具体的に説明したが、例えば、直接トナー画像が形成される感光ベルトのように、複数色のトナー画像を保持しながら搬送するものであればよい。同様に、転写手段も二次転写ロール２８に限定されず、トナー像保持体上のトナー画像を被転写材へ転写させるものであればよい。

さらにまた、シャッタ６８の近傍にシャッタクリーナを配置し、このシャッタクリーナによってシャッタ６８をクリーニングできるようにしてもよい。また、シャッタ６８の先端部６８Ａ等にマーク検知装置６４側に向けたブラシを取り付け、このブラシによってマーク検知装置６４の検知領域をクリーニングできるようにしてもよい。

第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の内部を模式的に示す概略構成図である。 第１の実施形態において、中間転写ベルト上にあるレジマーククリーナの先端部、マーク検知装置、レジマーク、及び各感光体ドラムを底面視し、中間転写ベルト上にある画像クリーナの先端部を平面視した場合における各位置関係を模式的に示した図である。 第２の実施形態における連結部材の休止位置及び実行位置を示す状態図である。図３（Ａ）は、連結部材の休止位置を示す。図３（Ｂ）は、連結部材の実行位置を示す。 図４（Ａ）は、図３（Ａ）の４Ａ−４Ａ線断面図である。図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。（図４（Ａ）、図４（Ｂ）ともに中間転写ベルトは図示を省略する。）

符号の説明

１０ カラー画像形成装置（画像形成装置）
２８ 二次転写ロ−ル（転写手段）
５２ 中間転写ベルト（トナー像保持体）
６４ マーク検知装置（検知手段）
６６ レジマーク（検知パターン画像）
６８ シャッタ（開閉手段）
７０ レジマーククリーナ（クリーニング手段）
７２ 連結部材
７２Ｘ 休止位置
７２Ｙ 実行位置
７４ アクチュエータ（位置変更手段）
７６ 制御装置（位置制御手段）
Ｊ 搬送の方向
Ｐ 記録用紙（被転写材）

Claims (1)

1. 複数色のトナー画像を保持しながら搬送するトナー像保持体と、
   前記トナー像保持体上の前記トナー画像を被転写材へ転写させる転写手段と、
   前記搬送の方向に対して前記転写手段より上流側に配置され、前記トナー像保持体上に形成された検知パターン画像を検知する検知手段と、
   前記搬送の方向に対して前記検知手段より下流側で前記転写手段より上流側に配置され、前記検知手段により検知された前記検知パターン画像を前記トナー像保持体上から除去するクリーニング手段と、
   前記検知手段と前記トナー像保持体との間を開閉可能な開閉手段と、
   前記開閉手段と前記クリーニング手段とを一体的に連結する連結部材と、
   前記開閉手段が開放状態で前記クリーニング手段が前記トナー像保持体に対して接触状態となる実行位置、及び、前記開閉手段が閉塞状態で前記クリーニング手段が前記トナー像保持体に対して離間状態となる休止位置の間で前記連結部材を移動させる位置変更手段と、
   前記検知手段による検知開始時から前記クリーニング手段による前記検知パターン画像の除去終了時までの間は前記連結部材を前記実行位置に配置するように前記位置変更手段を制御する位置制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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